JP2769664B2 - Semiconductor memory device and method of manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor memory device and method of manufacturing the same

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JP2769664B2
JP2769664B2 JP5014889A JP1488993A JP2769664B2 JP 2769664 B2 JP2769664 B2 JP 2769664B2 JP 5014889 A JP5014889 A JP 5014889A JP 1488993 A JP1488993 A JP 1488993A JP 2769664 B2 JP2769664 B2 JP 2769664B2
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insulating layer
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和宏 塚本
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/31DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells having a storage electrode stacked over the transistor
    • H10B12/318DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells having a storage electrode stacked over the transistor the storage electrode having multiple segments

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  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は半導体記憶装置に関す
るものであり、特に、上層配線層とセルプレートの一部
である下層配線層との電気的接続が行なわれる部分の構
造およびその構造の製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a structure of a portion where an upper wiring layer is electrically connected to a lower wiring layer which is a part of a cell plate, and manufacturing of the structure. It is about the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体記憶装置はコンピュータな
どの情報機器の目覚しい普及によってその需要が急速に
拡大している。さらに、機能的には大規模な記憶容量を
有し、かつ高速動作が可能なものが要求されている。こ
れに伴って、半導体記憶装置の高集積化および高速応答
性あるいは高信頼性に関する技術開発が進められてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, the demand for semiconductor storage devices has been rapidly expanding due to the remarkable spread of information devices such as computers. Further, functionally, a memory having a large-scale storage capacity and capable of high-speed operation is required. Along with this, technology development related to high integration and high-speed response or high reliability of semiconductor memory devices is being promoted.

【0003】半導体記憶装置のうち、記憶情報のランダ
ムな入出力が可能なものにDRAM(Dynamic Random A
ccess Memory)がある。一般にDRAMは多数の記憶情
報を蓄積する記憶領域であるメモリセルアレイと、外部
との入出力に必要な周辺回路とから構成されている。
[0003] Of the semiconductor memory devices, DRAMs (Dynamic Random A) are available which can randomly input and output stored information.
ccess Memory). Generally, a DRAM includes a memory cell array, which is a storage area for storing a large amount of storage information, and peripheral circuits necessary for input / output with the outside.

【0004】図34は、一般的なDRAMの構成を示す
ブロック図である。図34において、DRAM1000
は、記憶情報のデータ信号を蓄積するためのメモリセル
アレイ1100と、単位記憶回路を構成するメモリセル
を選択するためのアドレス信号を外部から受けるための
ロウアンドカラムアドレスバッファ1200と、そのア
ドレス信号を解読することによってメモリセルを指定す
るためのロウデコーダ8300およびカラムデコーダ1
400と、指定されたメモリセルに蓄積された信号を増
幅して読出すセンスリフレッシュアンプ1500と、デ
ータ入出力のためのデータインバッファ1600および
データアウトバッファ1700と、クロック信号を発生
するクロックジェネレータ1800と、を含んでいる。
FIG. 34 is a block diagram showing a configuration of a general DRAM. In FIG. 34, a DRAM 1000
Includes a memory cell array 1100 for storing a data signal of storage information, a row and column address buffer 1200 for externally receiving an address signal for selecting a memory cell constituting a unit storage circuit, Row decoder 8300 and column decoder 1 for designating a memory cell by decoding
400, a sense refresh amplifier 1500 for amplifying and reading a signal stored in a designated memory cell, a data-in buffer 1600 and a data-out buffer 1700 for data input / output, and a clock generator 1800 for generating a clock signal. And

【0005】半導体チップ上で大きな面積を占めるメモ
リセルアレイ1100は、単位記憶情報を蓄積するため
のメモリセルがマトリクス状に複数個配列されて形成さ
れている。図35は、メモリセルアレイ1100を構成
するメモリセルの4ビット分の等価回路図を示してい
る。図示されたメモリセルは、1個のMOS(Metal Ox
ide Semiconductor )トランジスタ1900と、これに
接続された1個のキャパシタ2000とから構成される
いわゆる1トランジスタ1キャパシタ型のメモリセルを
示している。このタイプのメモリセルは構造が簡単なた
めメモリセルアレイの集積度を向上させることが容易で
あり、大容量のDRAMに広く用いられている。
A memory cell array 1100 occupying a large area on a semiconductor chip is formed by arranging a plurality of memory cells for storing unit storage information in a matrix. FIG. 35 shows an equivalent circuit diagram of four bits of the memory cells constituting the memory cell array 1100. The illustrated memory cell has one MOS (Metal Ox
1 shows a so-called 1-transistor 1-capacitor type memory cell including a transistor 1900 and one capacitor 2000 connected thereto. Since this type of memory cell has a simple structure, it is easy to improve the degree of integration of the memory cell array, and is widely used in large-capacity DRAMs.

【0006】また、DRAMのメモリセルは、キャパシ
タの構造によっていくつかのタイプに分けることができ
る。図36は、典型的なスタックトタイプキャパシタを
有するメモリセルの断面構造図であり、たとえば特公昭
60−2784号公報などに示されている。図36を参
照して、メモリセルは1つのトランスファーゲートトラ
ンジスタと1つのスタックトタイプのキャパシタ(以下
スタックトタイプキャパシタと称す)とを備える。
The memory cells of a DRAM can be classified into several types according to the structure of a capacitor. FIG. 36 is a sectional structural view of a memory cell having a typical stacked type capacitor, which is shown in, for example, Japanese Patent Publication No. 60-2784. Referring to FIG. 36, the memory cell includes one transfer gate transistor and one stacked type capacitor (hereinafter, referred to as a stacked type capacitor).

【0007】トランスファーゲートトランジスタは、シ
リコン基板1の主表面に形成されたソース/ドレイン領
域5a、5bと、ソース/ドレイン領域5aとソース/
ドレイン領域5bとの間のシリコン基板の主表面上に形
成されたゲート電極(ワード線)7と、を備えている。
スタックトタイプキャパシタは、ソース/ドレイン領域
5bに電気的に接続され、フィールド酸化膜3上まで延
びているストレージノード9と、ストレージノード9の
表面に形成された誘電体膜11と、誘電体膜11の表面
に形成されたセルプレート13と、を備えている。
The transfer gate transistor includes source / drain regions 5a and 5b formed on the main surface of silicon substrate 1, and a source / drain region 5a and a source / drain region.
A gate electrode (word line) 7 formed on the main surface of the silicon substrate between the drain region 5b.
The stacked type capacitor is electrically connected to the source / drain region 5b and extends over the field oxide film 3; a dielectric film 11 formed on the surface of the storage node 9; And a cell plate 13 formed on the surface of the cell.

【0008】トランスファーゲートトランジスタおよび
スタックトタイプキャパシタを覆うように層間絶縁膜1
7が形成されている。層間絶縁膜17上にはビット線1
5が形成されている。層間絶縁膜17にはスルーホール
が形成されており、ビット線15はスルーホールを介し
てソース/ドレイン領域5aと電気的に接続されてい
る。
The interlayer insulating film 1 covers the transfer gate transistor and the stacked type capacitor.
7 are formed. The bit line 1 is formed on the interlayer insulating film 17.
5 are formed. A through hole is formed in the interlayer insulating film 17, and the bit line 15 is electrically connected to the source / drain region 5a via the through hole.

【0009】このスタックトタイプキャパシタの特徴点
は、キャパシタの主要部をゲート電極の上部やフィール
ド酸化膜の上部にまで延在させることにより、キャパシ
タの電極間の対向面積を増大させキャパシタ容量を確保
していることである。
The feature of this stacked type capacitor is that, by extending the main part of the capacitor to the upper part of the gate electrode or the upper part of the field oxide film, the facing area between the electrodes of the capacitor is increased to secure the capacitor capacity. That is.

【0010】一般的に、キャパシタの容量は電極間の対
向面積に比例し、誘電体層の厚みに反比例する。したが
って、キャパシタ容量の増大という点から、キャパシタ
の電極間対向面積を増大させることが望ましい。一方、
DRAMの高集積化に伴いメモリセルサイズは大幅に縮
小されてきている。したがって、キャパシタ形成領域も
同様に平面的な占有面積が減少される傾向にある。しか
しながら記憶装置としてのDRAMの安定動作、信頼性
の観点から1ビットのメモリセルに蓄える電荷量を減少
させるわけにはいかない。このような相反する制約条件
を満たすためにキャパシタの構造はキャパシタの平面的
な占有面積を減少させ、かつ電極間の対向面積を増大し
得る構造の改良が種々の形で提案された。
In general, the capacitance of a capacitor is proportional to the area between the electrodes and is inversely proportional to the thickness of the dielectric layer. Therefore, from the viewpoint of increasing the capacitance of the capacitor, it is desirable to increase the area between the electrodes of the capacitor. on the other hand,
With the high integration of DRAMs, the memory cell size has been significantly reduced. Accordingly, the area occupied by the capacitor also tends to be reduced. However, the amount of charge stored in a 1-bit memory cell cannot be reduced from the viewpoint of stable operation and reliability of a DRAM as a storage device. In order to satisfy these conflicting constraints, various improvements have been proposed for the structure of the capacitor, which can reduce the planar occupation area of the capacitor and increase the opposing area between the electrodes.

【0011】図37は、特願平2−89869号に記載
されたメモリセルの断面構造図である。このメモリセル
のキャパシタのストレージノード23は、ベース部分2
3aと、シリコン基板21の主表面に対して鉛直上方に
延びた立壁部分23bとを備えている。このキャパシタ
は立壁部分23bにより、キャパシタの平面占有面積を
増大させることなくキャパシタ容量を増大することが可
能となる。
FIG. 37 is a sectional structural view of a memory cell described in Japanese Patent Application No. 2-89869. The storage node 23 of this memory cell capacitor is
3a, and a vertical wall portion 23b extending vertically above the main surface of the silicon substrate 21. In this capacitor, the standing wall portion 23b makes it possible to increase the capacitance of the capacitor without increasing the planar occupation area of the capacitor.

【0012】このメモリセルの構造について具体的に説
明していく。シリコン基板21の主表面には、間を隔て
てソース/ドレイン領域25a、25b、25cが形成
されている。ソース/ドレイン領域25cにはベース部
分23aが電気的に接続されている。ストレージノード
23の表面には誘電体膜27が形成されている。誘電体
膜27の表面にはセルプレート29が形成されている。
The structure of the memory cell will be specifically described. Source / drain regions 25a, 25b, 25c are formed on the main surface of silicon substrate 21 with a space therebetween. The base portion 23a is electrically connected to the source / drain region 25c. On the surface of storage node 23, a dielectric film 27 is formed. A cell plate 29 is formed on the surface of the dielectric film 27.

【0013】シリコン基板21の主表面上には、間を隔
ててゲート電極31a、31bが形成されている。ゲー
ト電極31a、31bは絶縁膜33で覆われている。な
お35はフィールド酸化膜である。
On the main surface of the silicon substrate 21, gate electrodes 31a and 31b are formed with a space therebetween. The gate electrodes 31a and 31b are covered with an insulating film 33. Reference numeral 35 denotes a field oxide film.

【0014】セルプレート29の上には層間絶縁膜37
が形成されている。層間絶縁膜37の上には配線膜39
が間を隔てて形成されている。配線膜39は保護膜41
で覆われている。このメモリセルの製造方法を以下説明
する。
An interlayer insulating film 37 is formed on the cell plate 29.
Are formed. A wiring film 39 is formed on the interlayer insulating film 37.
Are formed at intervals. The wiring film 39 is a protective film 41
Covered with. A method for manufacturing this memory cell will be described below.

【0015】図38に示すように、シリコン基板21の
主表面にフィールド酸化膜35を形成する。フィールド
酸化膜35はLOCOS法を用いて形成される。
As shown in FIG. 38, a field oxide film 35 is formed on the main surface of the silicon substrate 21. The field oxide film 35 is formed using the LOCOS method.

【0016】次に、図39に示すように、熱酸化法など
によりゲート酸化膜43を形成した後、多結晶シリコン
からなるゲート電極31a、31b、31c、31dを
選択的に形成する。さらに、二度の酸化膜の堆積工程と
エッチング工程によってゲート電極31a〜31dの周
囲に絶縁膜33を形成する。さらに、絶縁膜33をマス
クとしてイオン注入法を用いてシリコン基板21の主表
面に不純物を注入し、ソース/ドレイン領域25a、2
5b、25cを形成する。
Next, as shown in FIG. 39, after forming a gate oxide film 43 by a thermal oxidation method or the like, gate electrodes 31a, 31b, 31c and 31d made of polycrystalline silicon are selectively formed. Further, the insulating film 33 is formed around the gate electrodes 31a to 31d by twice the deposition process of the oxide film and the etching process. Further, impurities are implanted into the main surface of the silicon substrate 21 by ion implantation using the insulating film 33 as a mask, and the source / drain regions 25a,
5b and 25c are formed.

【0017】さらに、図40に示すように、高融点金属
膜を堆積し、所定の形状にパターニングする。これによ
り、ソース/ドレイン領域25bに電気的に接続される
ビット線45が形成される。ビット線45の周囲を絶縁
膜47で覆う。
Further, as shown in FIG. 40, a refractory metal film is deposited and patterned into a predetermined shape. Thereby, a bit line 45 electrically connected to the source / drain region 25b is formed. The periphery of the bit line 45 is covered with an insulating film 47.

【0018】さらに、図41に示すように、シリコン基
板21の主表面の全面にCVD法を用いて多結晶シリコ
ン膜49を形成する。
Further, as shown in FIG. 41, a polycrystalline silicon film 49 is formed on the entire main surface of the silicon substrate 21 by using the CVD method.

【0019】さらに、図42に示すように、多結晶シリ
コン膜49の上に絶縁膜51を形成する。
Further, as shown in FIG. 42, an insulating film 51 is formed on the polycrystalline silicon film 49.

【0020】図43に示すように、絶縁膜51の表面上
にレジスト53を塗布し、リソグラフィ法を用いて所定
の形状にパターニングする。
As shown in FIG. 43, a resist 53 is applied on the surface of the insulating film 51, and is patterned into a predetermined shape by using a lithography method.

【0021】図44に示すように、レジスト53をマス
クとして絶縁膜51を選択的にエッチング除去する。
As shown in FIG. 44, the insulating film 51 is selectively removed by etching using the resist 53 as a mask.

【0022】図45に示すように、レジスト53を除去
した後、CVD法を用いて多結晶シリコン膜55を形成
する。
As shown in FIG. 45, after removing the resist 53, a polycrystalline silicon film 55 is formed by a CVD method.

【0023】図46に示すように、多結晶シリコン膜5
5が完全に覆われるように厚いレジスト57を塗布す
る。そして、このレジスト57をエッチバックし、絶縁
膜51の上部表面を覆う多結晶シリコン膜55を露出さ
せる。
As shown in FIG. 46, the polycrystalline silicon film 5
A thick resist 57 is applied so that 5 is completely covered. Then, the resist 57 is etched back to expose the polycrystalline silicon film 55 covering the upper surface of the insulating film 51.

【0024】図47に示すように、露出した多結晶シリ
コン膜55をエッチングし、引続いて絶縁層51を自己
整合的にエッチング除去する。これにより、多結晶シリ
コン膜55は立壁部分23bとなる。
As shown in FIG. 47, the exposed polycrystalline silicon film 55 is etched, and subsequently, the insulating layer 51 is removed by self-alignment. Thereby, the polycrystalline silicon film 55 becomes the standing wall portion 23b.

【0025】図48に示すように、異方性エッチングを
用いて多結晶シリコン膜49の露出した部分のみを自己
整合的に除去する。これにより、多結晶シリコン膜49
はベース部分23aとなる。その後、レジスト57を除
去する。
As shown in FIG. 48, only the exposed portion of the polycrystalline silicon film 49 is removed in a self-aligned manner by using anisotropic etching. Thereby, the polycrystalline silicon film 49
Becomes the base portion 23a. After that, the resist 57 is removed.

【0026】図49に示すように、ストレージノード2
3の表面にシリコン窒化膜からなる誘電体膜27を形成
する。
As shown in FIG. 49, the storage node 2
On the surface of No. 3, a dielectric film 27 made of a silicon nitride film is formed.

【0027】図50に示すように、シリコン基板21の
主表面全面に多結晶シリコン膜からなるセルプレート2
9を形成する。
As shown in FIG. 50, a cell plate 2 made of a polycrystalline silicon film is formed over the entire main surface of the silicon substrate 21.
9 is formed.

【0028】図51に示すように、セルプレート29の
上に層間絶縁膜37を形成する。そして、図37に示す
ように層間絶縁膜37の上にアルミニウムからなる配線
膜39を形成し、配線膜39を保護膜41で覆う。以上
により、このメモリセルの製造が終了する。
As shown in FIG. 51, an interlayer insulating film 37 is formed on the cell plate 29. Then, as shown in FIG. 37, a wiring film 39 made of aluminum is formed on the interlayer insulating film 37, and the wiring film 39 is covered with a protective film 41. Thus, the manufacture of the memory cell is completed.

【0029】[0029]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図51に示
す状態において、メモリセル形成領域以外の領域は図5
2に示す状態にある。Aで示す位置がメモリセル形成領
域である。セルプレート29と上層の配線膜とを電気的
に接続させるために、セルプレート29の一部は層間絶
縁膜65上まで延びている。このセルプレート29の一
部を下層配線膜30と呼ぶ。メモリセル形成領域にはゲ
ート電極31e、31fが形成されている。一方、63
はMOSトランジスタである。MOSトランジスタ63
は、ソース/ドレイン領域61a、61bを備えてい
る。キャパシタの誘電体膜27は図52に示すようにシ
リコン基板21の全面に形成されている。なお、59は
不純物領域である。下層配線膜30と上層に形成される
配線膜との電気的接続方法を以下説明していく。
By the way, in the state shown in FIG. 51, the area other than the memory cell forming area is
In the state shown in FIG. The position indicated by A is a memory cell formation region. In order to electrically connect the cell plate 29 and the upper wiring film, a part of the cell plate 29 extends over the interlayer insulating film 65. A part of the cell plate 29 is called a lower wiring film 30. Gate electrodes 31e and 31f are formed in the memory cell formation region. On the other hand, 63
Is a MOS transistor. MOS transistor 63
Has source / drain regions 61a and 61b. The dielectric film 27 of the capacitor is formed on the entire surface of the silicon substrate 21 as shown in FIG. Incidentally, reference numeral 59 denotes an impurity region. An electrical connection method between the lower wiring film 30 and the wiring film formed in the upper layer will be described below.

【0030】図53に示すように、層間絶縁膜37上に
レジスト69を塗布し、レジスト69に所定のパターニ
ングを施す。レジスト69をマスクとして層間絶縁膜3
7、65を異方性エッチングを用いて選択的に除去しス
ルーホール67a、67b、67c、67dを形成す
る。
As shown in FIG. 53, a resist 69 is applied on the interlayer insulating film 37, and the resist 69 is subjected to a predetermined patterning. Interlayer insulating film 3 using resist 69 as a mask
7, 65 are selectively removed using anisotropic etching to form through holes 67a, 67b, 67c, 67d.

【0031】図54に示すように、レジスト69を除去
し、CVD法を用いて層間絶縁膜37上にタングステン
膜71を形成する。スルーホールのアスペクト比(孔の
深さ/孔の開口寸法)が大きくなると、スパッタリング
によってはスルーホールを完全に埋め込むことができな
いので、CVD法を用いている。タングステン膜71は
スルーホール内にも形成され、下層配線膜30、不純物
領域59、ソース/ドレイン領域61a、61bそれぞ
れに電気的に接続されている。
As shown in FIG. 54, the resist 69 is removed, and a tungsten film 71 is formed on the interlayer insulating film 37 by using the CVD method. When the aspect ratio of the through hole (hole depth / opening size of the hole) becomes large, the through hole cannot be completely filled by sputtering, so the CVD method is used. Tungsten film 71 is also formed in the through hole, and is electrically connected to lower wiring film 30, impurity region 59, and source / drain regions 61a and 61b.

【0032】タングステン膜71を異方性:等方性が
2:1の擬似異方性エッチングを用いて全面エッチング
し、スルーホール67a、67b、67c、67d内に
あるタングステンを残して除去する。擬似異方性エッチ
ングを用いたのは層間絶縁膜37の段差部(図示せず)
にタングステンが残らないようにするためである。タン
グステン膜71の厚みは均一に形成できず、またウェハ
上に配列された半導体装置の位置によってはエッチング
速度が異なるので、図55に示すようにある領域では層
間絶縁膜37上にあるタングステン膜71が除去されて
も、他の領域ではまだタングステン膜71aが残ってい
る場合がある。
The entire surface of the tungsten film 71 is etched using pseudo anisotropic etching with anisotropy: isotropy of 2: 1 to remove the tungsten remaining in the through holes 67a, 67b, 67c and 67d. The step portion (not shown) of the interlayer insulating film 37 uses the pseudo anisotropic etching.
This is to prevent tungsten from remaining on the substrate. Since the thickness of the tungsten film 71 cannot be formed uniformly and the etching rate varies depending on the position of the semiconductor devices arranged on the wafer, the tungsten film 71 on the interlayer insulating film 37 is located in a certain region as shown in FIG. Is removed, the tungsten film 71a may still remain in other regions.

【0033】層間絶縁膜37上に残っているタングステ
ン膜71aを除去するためにさらにタングステン膜71
をエッチングする。このエッチングにより、図56に示
すように、スルーホール67bにおいてはスルーホール
67b内のタングステン膜71の一部がエッチング除去
される。また、浅いスルーホールである67aにおいて
は、タングステン膜71が完全にエッチング除去され、
さらに下層配線膜30の一部もエッチングしている。こ
の状態で、層間絶縁膜37上にスパッタリングを用いて
アルミニウム膜を形成し、所定のパターニングを施した
状態を示す図が図57である。図57を見ればわかるよ
うに、下層配線膜30とスルーホール67aに形成され
た配線膜39との電気的接続が不良になっている。
In order to remove the tungsten film 71a remaining on the interlayer insulating film 37, a tungsten film 71
Is etched. By this etching, as shown in FIG. 56, a part of the tungsten film 71 in the through hole 67b is etched away in the through hole 67b. In the shallow through hole 67a, the tungsten film 71 is completely removed by etching.
Further, a part of the lower wiring film 30 is also etched. FIG. 57 shows a state in which an aluminum film is formed on the interlayer insulating film 37 by using sputtering in this state and predetermined patterning is performed. As can be seen from FIG. 57, the electrical connection between the lower wiring film 30 and the wiring film 39 formed in the through hole 67a is defective.

【0034】この発明はかかる従来の問題点を解決する
ためになされたものである。この発明の目的は、上層配
線層とセルプレートの一部である下層配線層との電気的
接続を確実にできる半導体記憶装置を提供することであ
る。
The present invention has been made to solve such a conventional problem. An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device capable of ensuring electrical connection between an upper wiring layer and a lower wiring layer which is a part of a cell plate.

【0035】この発明の他の目的は、上層配線層とセル
プレートの一部である下層配線層との電気的接続を確実
にできる半導体記憶装置の製造方法を提供することであ
る。
Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor memory device capable of ensuring electrical connection between an upper wiring layer and a lower wiring layer which is a part of a cell plate.

【0036】[0036]

【課題を解決するための手段】この発明の第1の局面
は、主表面を有する半導体基板と、主表面に形成された
不純物領域と、不純物領域に電気的に接続するように形
成され、主表面に対して上方に延びた部分を有するスト
レージノードと、ストレージノードの表面に形成された
誘電体層と、誘電体層の表面に形成されたセルプレート
と、を含むメモリセルが形成されたメモリセル形成領域
を備えている。この発明の第1の局面は、さらに主表面
上であって、かつメモリセル形成領域と離れた位置に形
成された第1層間絶縁層と、メモリセル形成領域と第1
層間絶縁層との間であって、第1層間絶縁層の上面部よ
り下に形成され、セルプレートの一部である下層配線層
と、メモリセル形成領域と第1層間絶縁層との間に形成
され、下層配線層を露出させるスルーホールを有する第
2層間絶縁層と、第2層間絶縁層上に形成され、スルー
ホールを介して下層配線層と電気的に接続された上層配
線層と、を備えている。
According to a first aspect of the present invention, a semiconductor substrate having a main surface, an impurity region formed on the main surface, and an impurity region are formed so as to be electrically connected to the impurity region. A memory in which a memory cell including a storage node having a portion extending upward with respect to the surface, a dielectric layer formed on the surface of the storage node, and a cell plate formed on the surface of the dielectric layer is formed. A cell formation region is provided. According to a first aspect of the present invention, a first interlayer insulating layer formed on a main surface and at a position separated from a memory cell formation region;
Between the lower wiring layer, which is formed below the upper surface of the first interlayer insulating layer and is a part of the cell plate, between the interlayer insulating layer and the memory cell forming region and the first interlayer insulating layer; A second interlayer insulating layer formed and having a through hole exposing the lower wiring layer; an upper wiring layer formed on the second interlayer insulating layer and electrically connected to the lower wiring layer via the through hole; It has.

【0037】この発明の第2の局面は半導体記憶装置の
製造方法である。この発明の第2の局面は、主表面にメ
モリセル形成領域のある半導体基板の主表面上であっ
て、メモリセル形成領域と離れた位置に第1層間絶縁層
を形成する工程と、メモリセル形成領域上に、主表面に
対して上方に延びた部分を有するストレージノードを形
成する工程と、ストレージノードの表面に誘電体層を形
成する工程と、誘電体層の表面にセルプレートを形成す
る工程と、メモリセル形成領域と第1層間絶縁層との間
の領域であって、第1層間絶縁層の上面部より下の位置
にセルプレートの一部である下層配線層を形成する工程
と、主表面上に第2層間絶縁層を形成する工程と、第2
層間絶縁層を選択的にエッチング除去し、メモリセル形
成領域と第1層間絶縁層との間の領域であって、下層配
線層に到達するスルーホールを形成する工程と、スルー
ホールが埋まるように、第2層間絶縁層上に導電層を形
成する工程と、スルーホール内の導電層を残して、導電
層をエッチング除去する工程と、第2層間絶縁層上に、
スルーホール内の導電層と電気的に接続された上層配線
層を形成する工程と、を備えている。
A second aspect of the present invention is a method for manufacturing a semiconductor memory device. According to a second aspect of the present invention, a step of forming a first interlayer insulating layer on a main surface of a semiconductor substrate having a memory cell formation region on the main surface and at a position distant from the memory cell formation region; Forming a storage node having a portion extending upward with respect to the main surface on the formation region, forming a dielectric layer on the surface of the storage node, and forming a cell plate on the surface of the dielectric layer Forming a lower wiring layer, which is a part of the cell plate, in a region between the memory cell formation region and the first interlayer insulating layer and below the upper surface of the first interlayer insulating layer; Forming a second interlayer insulating layer on the main surface;
Selectively removing the interlayer insulating layer by etching to form a through hole reaching the lower wiring layer in a region between the memory cell forming region and the first interlayer insulating layer; Forming a conductive layer on the second interlayer insulating layer, etching the conductive layer while leaving the conductive layer in the through-hole,
Forming an upper wiring layer electrically connected to the conductive layer in the through hole.

【0038】[0038]

【作用】セルプレートの一部である下層配線層と上層配
線層とを電気的に接続することにより、セルプレートと
上層配線層との電気的接続を行なっている。
The electrical connection between the cell plate and the upper wiring layer is achieved by electrically connecting the lower wiring layer and the upper wiring layer which are part of the cell plate.

【0039】この発明の第1の局面は下層配線層を、メ
モリセル形成領域と第1層間絶縁層との間であって、第
1層間絶縁層の上面部より下に形成している。そして下
層配線層と上層配線層とを電気的に接続するのに用いる
スルーホールを、メモリセル形成領域と第1層間絶縁層
との間に形成している。このため、第1層間絶縁層上に
スルーホールを形成する場合に比べてスルーホールの深
さを大きくすることができる。スルーホールの深さが大
きいので、スルーホール内に形成する導電層の厚みが大
きくなる。したがって、オーバエッチングの際にスルー
ホール内の導電層が全部除去され、さらに下層配線層が
削られるということがなくなる。よって上層配線層と下
層配線層との電気的接続を良好に行なうことができる。
According to a first aspect of the present invention, a lower wiring layer is formed between a memory cell forming region and a first interlayer insulating layer and below an upper surface of the first interlayer insulating layer. Then, a through hole used for electrically connecting the lower wiring layer and the upper wiring layer is formed between the memory cell forming region and the first interlayer insulating layer. For this reason, the depth of the through hole can be increased as compared with the case where the through hole is formed on the first interlayer insulating layer. Since the depth of the through hole is large, the thickness of the conductive layer formed in the through hole becomes large. Therefore, at the time of over-etching, the conductive layer in the through hole is completely removed, and the lower wiring layer is not further cut off. Therefore, the electrical connection between the upper wiring layer and the lower wiring layer can be made well.

【0040】この発明の第2の局面はセルプレートの一
部である下層配線層を、メモリセル形成領域と第1層間
絶縁層との間の領域であって、第1層間絶縁層の上面部
より下の位置に形成している。そして、半導体基板の主
表面上に形成された第2層間絶縁を選択的にエッチング
除去し、メモリセル形成領域と第1層間絶縁層との間で
あって、下層配線層に到達するスルーホールを形成して
いる。このため第1層間絶縁層上にスルーホールを形成
する場合に比べてスルーホールの深さが大きくなる。
According to a second aspect of the present invention, a lower wiring layer, which is a part of a cell plate, is provided in a region between a memory cell forming region and a first interlayer insulating layer, the upper surface of the first interlayer insulating layer. It is formed at a lower position. Then, the second interlayer insulation formed on the main surface of the semiconductor substrate is selectively removed by etching, and a through hole reaching the lower wiring layer between the memory cell formation region and the first interlayer insulation layer is formed. Has formed. For this reason, the depth of the through hole is larger than in the case where the through hole is formed on the first interlayer insulating layer.

【0041】[0041]

【実施例】(第1実施例)図1はこの発明の第1実施例
の断面図である。Aで示す部分はメモリセル形成領域を
示している。Bで示す部分はメモリセル形成領域とは離
れた位置にある周辺回路形成領域を示している。メモリ
セル形成領域から説明していく。
FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment of the present invention. The portion indicated by A indicates a memory cell formation region. A portion indicated by B indicates a peripheral circuit formation region located at a position distant from the memory cell formation region. The description starts with the memory cell formation region.

【0042】シリコン基板81には、間を隔ててソース
/ドレイン領域83a、83b、83cが形成されてい
る。89a、89bはゲート電極(ワード線)である。
ゲート電極89a、89bは絶縁膜88で覆われてい
る。ソース/ドレイン領域83bにはビット線87が電
気的に接続されている。ビット線87は絶縁膜92で覆
われている。
On the silicon substrate 81, source / drain regions 83a, 83b, 83c are formed with a space therebetween. 89a and 89b are gate electrodes (word lines).
The gate electrodes 89a and 89b are covered with an insulating film 88. A bit line 87 is electrically connected to the source / drain region 83b. The bit line 87 is covered with an insulating film 92.

【0043】ソース/ドレイン領域83cには、ストレ
ージノード85のベース部分85aが電気的に接続され
ている。ベース部分85aには立壁部分85bが電気的
に接続されている。ストレージノード85の表面には誘
電体膜90が形成されている。誘電体膜90の表面には
セルプレート91が形成されている。89cはワード線
である。
The base portion 85a of the storage node 85 is electrically connected to the source / drain region 83c. The standing wall portion 85b is electrically connected to the base portion 85a. On the surface of storage node 85, a dielectric film 90 is formed. A cell plate 91 is formed on the surface of the dielectric film 90. 89c is a word line.

【0044】セルプレート91の一部はフィールド酸化
膜107a上まで形成され、さらに第1層間絶縁層であ
るシリコン酸化膜123の上面部123a上まで延びて
いる。セルプレート91のうち、フィールド酸化膜10
7a上およびシリコン酸化膜123上に形成されたもの
を下層配線膜109と呼ぶ。下層配線膜109は立壁部
分85bとシリコン酸化膜123とによって凹型にされ
ている。
Part of the cell plate 91 is formed up to the field oxide film 107a, and further extends to the upper surface portion 123a of the silicon oxide film 123 as the first interlayer insulating layer. In the cell plate 91, the field oxide film 10
The film formed on 7a and the silicon oxide film 123 is referred to as a lower wiring film 109. The lower wiring film 109 is made concave by the standing wall portion 85b and the silicon oxide film 123.

【0045】セルプレート91および下層配線膜109
上には第2層間絶縁層であるシリコン酸化膜93が形成
されている。シリコン酸化膜93には、下層配線膜10
9のうち、シリコン基板81の主表面111に最も近い
部分に到達するスルーホール95aが形成されている。
つまり凹型の底部にスルーホール95aが到達してい
る。スルーホール95aの深さは5000Å以上ある。
スルーホール95aは途中までタングステン膜101a
で埋め込まれ、残りはアルミニウムからなる上層配線膜
103aで埋め込まれている。なお、103はアルミニ
ウムからなる上層配線膜である。
Cell plate 91 and lower wiring film 109
A silicon oxide film 93 serving as a second interlayer insulating layer is formed thereon. The silicon oxide film 93 has a lower wiring film 10
9, a through hole 95 a is formed to reach a portion closest to the main surface 111 of the silicon substrate 81.
That is, the through hole 95a reaches the concave bottom. The depth of the through hole 95a is 5000 ° or more.
The through hole 95a is partially formed with the tungsten film 101a.
And the rest is buried with an upper wiring film 103a made of aluminum. Reference numeral 103 denotes an upper wiring film made of aluminum.

【0046】フィールド酸化膜107aとフィールド酸
化膜107bとの間のシリコン基板81には、不純物領
域97が形成されている。シリコン酸化膜93,123
には不純物領域97に到達するスルーホール95bが形
成されている。スルーホール95bは途中までタングス
テン膜101bで埋め込まれ、残りはアルミニウムから
なる上層配線膜103bで埋め込まれている。上層配線
膜103、103a、103bは保護膜105で覆われ
ている。
An impurity region 97 is formed in silicon substrate 81 between field oxide film 107a and field oxide film 107b. Silicon oxide films 93 and 123
Is formed with a through hole 95b reaching impurity region 97. The through hole 95b is partially filled with the tungsten film 101b, and the rest is filled with the upper wiring film 103b made of aluminum. The upper wiring films 103, 103a, 103b are covered with a protective film 105.

【0047】次にBで示す周辺回路形成領域について説
明していく。83dは、MOSトランジスタの一方のソ
ース/ドレイン領域である。89dはゲート電極であ
り、88はゲート電極89dを覆う絶縁膜である。シリ
コン酸化膜93、123にはソース/ドレイン領域83
dに到達するスルーホール95cが形成されている。ス
ルーホール95cはタングステン膜101cで埋め込ま
れている。アルミニウムからなる上層配線膜103cは
タングステン膜101cと電気的に接続されている。上
層配線膜103cは保護膜105で覆われている。
Next, the peripheral circuit formation region indicated by B will be described. 83d is one source / drain region of the MOS transistor. 89d is a gate electrode, and 88 is an insulating film covering the gate electrode 89d. Source / drain regions 83 are formed in silicon oxide films 93 and 123.
A through hole 95c reaching d is formed. The through hole 95c is buried with the tungsten film 101c. The upper wiring film 103c made of aluminum is electrically connected to the tungsten film 101c. The upper wiring film 103c is covered with a protective film 105.

【0048】次に図1に示すこの発明の第1実施例の製
造方法を以下説明していく。図2に示すように、まず通
常の方法を用いて、ゲート電極(ワード線)89a、8
9b、ワード線89c、ゲート電極89dを形成した。
ゲート電極およびワード線をシリコン酸化膜からなる絶
縁膜88で覆った。次に、絶縁膜88をマスクとして、
シリコン基板81にイオンを注入しソース/ドレイン領
域83a、83b、83c、83dおよび不純物領域9
7を形成した。その後、ソース/ドレイン領域83bに
電気的に接続するビット線87を形成し、ビット線87
をシリコン酸化膜からなる絶縁膜92で覆った。
Next, the manufacturing method of the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 will be described below. As shown in FIG. 2, first, gate electrodes (word lines) 89a, 89a, 8a
9b, word lines 89c, and gate electrodes 89d were formed.
The gate electrode and the word line were covered with an insulating film 88 made of a silicon oxide film. Next, using the insulating film 88 as a mask,
Ions are implanted into the silicon substrate 81 to form source / drain regions 83a, 83b, 83c, 83d and impurity regions 9
7 was formed. Thereafter, a bit line 87 electrically connected to the source / drain region 83b is formed, and the bit line 87 is formed.
Was covered with an insulating film 92 made of a silicon oxide film.

【0049】図3に示すように、シリコン基板81の主
表面全面に、CVD法を用いてシリコン窒化膜113を
形成した。なおシリコン窒化膜の代わりに、シリコン酸
化膜の上にシリコン窒化膜を積層した構造のものでもよ
い。
As shown in FIG. 3, a silicon nitride film 113 was formed on the entire main surface of the silicon substrate 81 by using the CVD method. Instead of the silicon nitride film, a structure in which a silicon nitride film is laminated on a silicon oxide film may be used.

【0050】図4に示すように、シリコン基板81の主
表面全面に、レジスト115を塗布した。レジスト11
5を選択的に露光し、ソース/ドレイン領域83a、8
3c上にあるレジスト115を選択的に除去した。
As shown in FIG. 4, a resist 115 was applied to the entire main surface of the silicon substrate 81. Resist 11
5 is selectively exposed, so that the source / drain regions 83a, 83
The resist 115 on 3c was selectively removed.

【0051】図5に示すように、レジスト115をマス
クとして、反応性イオンエッチングを用いてシリコン窒
化膜113を選択的にエッチング除去した。異方性エッ
チングのため、絶縁膜88の側壁上にはシリコン窒化膜
113が残っている。
As shown in FIG. 5, using the resist 115 as a mask, the silicon nitride film 113 was selectively removed by reactive ion etching. Due to the anisotropic etching, the silicon nitride film 113 remains on the side wall of the insulating film 88.

【0052】図6に示すように、シリコン基板81の主
表面全面に、CVD法を用いて多結晶シリコン膜119
を形成した。多結晶シリコン膜119の上にCVD法を
用いてシリコン酸化膜117を形成した。通常の写真製
版技術とエッチング技術とを用いて、メモリセル形成領
域上にあるシリコン酸化膜117だけを残して、他の領
域にあるシリコン酸化膜117を除去した。
As shown in FIG. 6, a polycrystalline silicon film 119 is formed on the entire main surface of silicon substrate 81 by CVD.
Was formed. A silicon oxide film 117 was formed on the polycrystalline silicon film 119 by using a CVD method. Using a normal photolithography technique and an etching technique, the silicon oxide film 117 in the other area was removed while leaving only the silicon oxide film 117 on the memory cell formation area.

【0053】図6に示すように、シリコン酸化膜117
をマスクとして多結晶シリコン膜119をエッチング除
去し、シリコン酸化膜117を除去した。なお、この場
合シリコン酸化膜117のかわりにレジストを設け、こ
れをマスクとして多結晶シリコン膜119をエッチング
除去してもよい。この状態が図7である。シリコン窒化
膜113によって多結晶シリコン膜119をエッチング
する際に、不純物領域97、ソース/ドレイン領域83
dがエッチングされるのを防いでいる。
As shown in FIG. 6, a silicon oxide film 117 is formed.
Is used as a mask to remove the polycrystalline silicon film 119 by etching, and the silicon oxide film 117 is removed. In this case, a resist may be provided instead of the silicon oxide film 117, and the polycrystalline silicon film 119 may be removed by etching using the resist as a mask. FIG. 7 shows this state. When the polycrystalline silicon film 119 is etched by the silicon nitride film 113, the impurity region 97, the source / drain region 83
d is prevented from being etched.

【0054】図8に示すように、シリコン基板81の主
表面全面にCVD法を用いてシリコン酸化膜123を形
成した。シリコン酸化膜123の上にレジスト121を
塗布し、レジスト121に所定のパターニングを施し
た。
As shown in FIG. 8, a silicon oxide film 123 was formed on the entire main surface of the silicon substrate 81 by using the CVD method. A resist 121 was applied on the silicon oxide film 123, and the resist 121 was subjected to predetermined patterning.

【0055】図9に示すように、レジスト121をマス
クとして、ビット線87上およびフィールド酸化膜10
7a上にあるシリコン酸化膜123を選択的にエッチン
グ除去した。フィールド酸化膜107a上の多結晶シリ
コン膜119によって、フィールド酸化膜107aがエ
ッチングされるのを防いでいる。つまり、シリコン窒化
膜113とシリコン酸化膜123とはエッチング速度の
差が小さいので、シリコン窒化膜113はエッチングス
トッパーになりにくい。したがって、多結晶シリコン膜
119をエッチングストッパーにしているのである。多
結晶シリコン膜119をエッチングストッパーにしてい
るので、シリコン酸化膜123は多結晶シリコン膜11
9の端部119a上に乗り上げた構造となる。
As shown in FIG. 9, the resist 121 is used as a mask to cover the bit line 87 and the field oxide film 10.
The silicon oxide film 123 on 7a was selectively removed by etching. The polycrystalline silicon film 119 on the field oxide film 107a prevents the field oxide film 107a from being etched. That is, since the difference in etching rate between the silicon nitride film 113 and the silicon oxide film 123 is small, the silicon nitride film 113 is unlikely to serve as an etching stopper. Therefore, the polycrystalline silicon film 119 is used as an etching stopper. Since the polycrystalline silicon film 119 is used as an etching stopper, the silicon oxide film 123 is
9 is mounted on the end 119a.

【0056】そして図10に示すようにレジスト121
を除去した。図11に示すように、シリコン酸化膜12
3をマスクとして多結晶シリコン膜119を選択的にエ
ッチング除去した。ソース/ドレイン領域83a、83
cに電気的に接続されている多結晶シリコン膜119を
以下ベース部分85aと呼ぶ。シリコン酸化膜123は
メモリセル形成領域と他の領域との段差を小さくするた
めに形成しているが、多結晶シリコン膜119をエッチ
ング除去する際のマスクにもしている。
Then, as shown in FIG.
Was removed. As shown in FIG.
3 was used as a mask to selectively remove the polycrystalline silicon film 119 by etching. Source / drain regions 83a, 83
The polycrystalline silicon film 119 electrically connected to c is hereinafter referred to as a base portion 85a. The silicon oxide film 123 is formed to reduce the level difference between the memory cell formation region and other regions, but is also used as a mask for etching and removing the polycrystalline silicon film 119.

【0057】図12に示すように、シリコン基板81の
主表面全面に、CVD法を用いて多結晶シリコン膜12
5を形成した。
As shown in FIG. 12, a polycrystalline silicon film 12 is formed on the entire main surface of a silicon substrate 81 by CVD.
5 was formed.

【0058】図13に示すように、シリコン基板81の
主表面全面にレジスト127を塗布した。そしてメモリ
セル形成領域上にあるレジスト127を除去した。
As shown in FIG. 13, a resist 127 was applied to the entire main surface of the silicon substrate 81. Then, the resist 127 on the memory cell formation region was removed.

【0059】図14に示すように、レジスト127をマ
スクとして反応性イオンエッチングを用いて、多結晶シ
リコン膜125を選択的にエッチング除去した。これに
より、フィールド酸化膜107a上、シリコン酸化膜1
23上およびビット線87上にある多結晶シリコン膜1
25が除去された。異方性エッチングを用いているの
で、シリコン酸化膜123の側壁に形成されている多結
晶シリコン膜125は除去されていない。シリコン酸化
膜123の側壁に残っている多結晶シリコン膜125を
以下立壁部分85bと呼ぶ。
As shown in FIG. 14, the polycrystalline silicon film 125 was selectively etched away using reactive ion etching with the resist 127 as a mask. Thereby, the silicon oxide film 1 is formed on the field oxide film 107a.
Polycrystalline silicon film 1 on bit 23 and bit line 87
25 were removed. Since anisotropic etching is used, the polycrystalline silicon film 125 formed on the side wall of the silicon oxide film 123 is not removed. The polycrystalline silicon film 125 remaining on the side wall of the silicon oxide film 123 is hereinafter referred to as a standing wall portion 85b.

【0060】図15に示すように、自己整合的にシリコ
ン酸化膜123をエッチング除去した。レジスト127
を除去した。
As shown in FIG. 15, the silicon oxide film 123 was removed by etching in a self-aligned manner. Resist 127
Was removed.

【0061】図16に示すように、シリコン基板81の
主表面全面にレジスト129を塗布した。メモリセル形
成領域上にあるレジスト129を残して、他の領域にあ
るレジスト129を除去した。
As shown in FIG. 16, a resist 129 was applied on the entire main surface of the silicon substrate 81. The resist 129 in the other area was removed while leaving the resist 129 on the memory cell formation area.

【0062】図17に示すように、レジスト129をマ
スクとして多結晶シリコン膜125をエッチング除去し
た。図16に示すように、シリコン酸化膜123の側壁
に形成された多結晶シリコン125aを除去するために
このエッチングは、擬似異方性エッチングを用いてい
る。したがって、図17に示すように多結晶シリコン膜
119aの一部がエッチングされている。なお、多結晶
シリコン膜119aは無用なものなので、等方的要素を
強め全部をエッチング除去してもよい。
As shown in FIG. 17, the polysilicon film 125 was removed by etching using the resist 129 as a mask. As shown in FIG. 16, this etching uses pseudo anisotropic etching to remove the polycrystalline silicon 125a formed on the side wall of the silicon oxide film 123. Therefore, a part of the polycrystalline silicon film 119a is etched as shown in FIG. Note that since the polycrystalline silicon film 119a is useless, the isotropic element may be strengthened and all may be removed by etching.

【0063】図18に示すように、レジスト129を除
去した。図19に示すように、通常の方法を用いてシリ
コン基板81の主表面上に誘電体膜90を形成する。さ
らに誘電体膜90の上にCVD法を用いて多結晶シリコ
ン膜92aを形成し、レジスト94を用いて所定のパタ
ーニングを施す。これにより図20に示すようにセルプ
レート91および下層配線膜109が形成される。下層
配線膜109の一部はシリコン酸化膜123の上面部1
23a上まで延びている。
As shown in FIG. 18, the resist 129 was removed. As shown in FIG. 19, a dielectric film 90 is formed on a main surface of a silicon substrate 81 by using a normal method. Further, a polycrystalline silicon film 92a is formed on the dielectric film 90 by using the CVD method, and predetermined patterning is performed by using a resist 94. Thus, a cell plate 91 and a lower wiring film 109 are formed as shown in FIG. Part of the lower wiring film 109 is formed on the upper surface 1 of the silicon oxide film 123.
23a.

【0064】下層配線膜109をシリコン酸化膜123
上にまで形成したのは、Eで示す領域にスルーホールを
形成するので、下層配線膜109をシリコン酸化膜12
3上まで形成し、Eで示す領域に下層配線膜109が確
実に存在するようにしているからである。ただし、下層
配線膜109をシリコン酸化膜123上まで形成しなく
てもこの発明の効果は達成できる。Eで示す領域の長
さ、すなわち凹部の底部の長さは1.0μm以上3.0
μm以下が好ましい。
The lower wiring film 109 is replaced with a silicon oxide film 123
Since the through hole is formed in the region indicated by E, the lower wiring film 109 is formed on the silicon oxide film 12.
3 to ensure that the lower wiring film 109 exists in the region indicated by E. However, the effect of the present invention can be achieved without forming the lower wiring film 109 up to the silicon oxide film 123. The length of the region indicated by E, that is, the length of the bottom of the concave portion is 1.0 μm or more and 3.0
μm or less is preferred.

【0065】図21に示すように、シリコン基板81の
主表面全面に、CVD法を用いてシリコン酸化膜93を
形成した。
As shown in FIG. 21, a silicon oxide film 93 was formed on the entire main surface of the silicon substrate 81 by using the CVD method.

【0066】図22に示すように、通常の写真製版技術
とエッチング技術とを用いて、シリコン酸化膜93、1
23を選択的にエッチング除去し、スルーホール95
a、95b、95cを形成した。スルーホール95a
は、下層配線膜109のうち、シリコン基板81の主表
面に最も近い部分、つまり凹型の底部に到達している。
As shown in FIG. 22, a silicon oxide film 93, 1
23 is selectively removed by etching to form a through hole 95.
a, 95b and 95c were formed. Through hole 95a
Has reached the portion of the lower wiring film 109 closest to the main surface of the silicon substrate 81, that is, the concave bottom.

【0067】図23に示すように、CVD法を用いてシ
リコン基板81の主表面全面にタングステン膜101を
形成した。
As shown in FIG. 23, a tungsten film 101 was formed on the entire main surface of a silicon substrate 81 by using a CVD method.

【0068】図24に示すように、シリコン酸化膜93
上にあるタングステン膜101を全面エッチング除去し
た。ウェハ上に配列された半導体装置の位置によってエ
ッチング速度およびタングステン膜厚が異なる。この実
施例では、周辺回路形成領域Bにおいては、シリコン酸
化膜93上にあるタングステン膜101がまだ完全に除
去されていない。なお、スルーホール95aに埋め込ま
れたタングステン膜をタングステン膜101aと呼ぶ。
同じくスルーホール95bに埋め込まれたタングステン
膜をタングステン膜101bと呼ぶ。
As shown in FIG. 24, a silicon oxide film 93 is formed.
The tungsten film 101 on the entire surface was removed by etching. The etching rate and the tungsten film thickness vary depending on the positions of the semiconductor devices arranged on the wafer. In this embodiment, in the peripheral circuit formation region B, the tungsten film 101 on the silicon oxide film 93 has not been completely removed yet. The tungsten film buried in the through hole 95a is called a tungsten film 101a.
Similarly, the tungsten film buried in the through hole 95b is called a tungsten film 101b.

【0069】図25に示すように、シリコン酸化膜93
上に残っているタングステン膜101を除去するため
に、さらにエッチングを続けた。従来はシリコン酸化膜
123上に、下層配線膜109に到達するスルーホール
を形成していた。したがって、スルーホールの深さは浅
く、このオーバーエッチングによりスルーホール内のタ
ングステン膜が除去され、さらに下層配線膜109の一
部が除去されることがあった。この第1実施例において
は、スルーホール95aの深さは大きいので、このよう
なことは起こらなかった。
As shown in FIG. 25, a silicon oxide film 93 is formed.
Etching was further continued to remove the tungsten film 101 remaining on the upper surface. Conventionally, a through hole reaching the lower wiring film 109 has been formed on the silicon oxide film 123. Therefore, the depth of the through hole is shallow, and the tungsten film in the through hole may be removed by this over-etching, and a part of the lower wiring film 109 may be removed. In the first embodiment, such a phenomenon did not occur because the depth of the through hole 95a was large.

【0070】図26に示すように、シリコン酸化膜93
上にスパッタリング法を用いてアルミニウム膜を形成し
た。そしてアルミニウム膜に所定のパターニングを施
し、上層配線膜103、103a、103b、103c
を形成した。そして図1に示すように、上層配線膜10
3、103a、103b、103cを覆うように保護膜
105を形成した。以上によりこの発明の第1実施例の
製造方法が終了した。
As shown in FIG. 26, a silicon oxide film 93 is formed.
An aluminum film was formed thereon using a sputtering method. Then, predetermined patterning is performed on the aluminum film to form upper wiring films 103, 103a, 103b, and 103c.
Was formed. Then, as shown in FIG.
A protective film 105 was formed so as to cover 3, 103a, 103b, and 103c. Thus, the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention has been completed.

【0071】(第2実施例)第1実施例で説明した図2
〜図18で示す工程を経る。そして図27に示すように
シリコン基板81の主表面上に誘電体膜90を形成す
る。誘電体膜90の上にCVD法を用いて多結晶シリコ
ン膜92aを形成する。多結晶シリコン膜92aの上に
レジスト94を形成する。露光・現像後のレジスト94
の側面部94aがEで示す領域に位置するようにレジス
ト94の露光・現像を行なう。
(Second Embodiment) FIG. 2 described in the first embodiment
Through the steps shown in FIGS. Then, a dielectric film 90 is formed on the main surface of the silicon substrate 81 as shown in FIG. A polycrystalline silicon film 92a is formed on dielectric film 90 using a CVD method. A resist 94 is formed on the polycrystalline silicon film 92a. Resist 94 after exposure and development
Exposure and development of the resist 94 is performed so that the side surface portion 94a of the resist 94 is located in the region indicated by E.

【0072】レジスト94をマスクとして異方性エッチ
ングを用いて多結晶シリコン膜92a、誘電体膜90を
順にエッチング除去し、図28に示すようにセルプレー
ト91を形成する。異方性エッチングを用いているので
シリコン酸化膜123の側面部123b上には多結晶シ
リコン膜92a、誘電体膜90が残っている。そして第
1実施例で説明した図20〜図25で示す工程を経た
後、図29に示すようにこの発明の第2実施例を完成す
る。
The polycrystalline silicon film 92a and the dielectric film 90 are sequentially etched and removed using anisotropic etching with the resist 94 as a mask, and a cell plate 91 is formed as shown in FIG. Since the anisotropic etching is used, the polycrystalline silicon film 92a and the dielectric film 90 remain on the side surface 123b of the silicon oxide film 123. After the steps shown in FIGS. 20 to 25 described in the first embodiment, the second embodiment of the present invention is completed as shown in FIG.

【0073】第1実施例では下層配線膜109の端部は
シリコン酸化膜123の上面部123a上まで延びてい
るが、第2実施例では下層配線膜109の端部はシリコ
ン酸化膜123の側面部123bの手前にある。
In the first embodiment, the end of the lower wiring film 109 extends over the upper surface portion 123a of the silicon oxide film 123, but in the second embodiment, the end of the lower wiring film 109 is formed on the side surface of the silicon oxide film 123. It is before the part 123b.

【0074】(第3実施例)第1実施例で説明した図2
〜図18で示す工程を経る。そして図30に示すように
シリコン基板81の主表面上に誘電体膜90を形成す
る。誘電体膜90の上にCVD法を用いて多結晶シリコ
ン膜92aを形成する。多結晶シリコン膜92a上にレ
ジスト94を形成する。露光・現像後のレジスト94の
側面部94aがEで示す領域に位置するようにレジスト
94の露光・現像を行なう。
(Third Embodiment) FIG. 2 described in the first embodiment
Through the steps shown in FIGS. Then, a dielectric film 90 is formed on the main surface of the silicon substrate 81 as shown in FIG. A polycrystalline silicon film 92a is formed on dielectric film 90 using a CVD method. A resist 94 is formed on the polycrystalline silicon film 92a. Exposure and development of the resist 94 are performed so that the side surface portion 94a of the resist 94 after exposure and development is located in a region indicated by E.

【0075】レジスト94をマスクとして等方性エッチ
ングを用いて多結晶シリコン膜92a、誘電体膜90を
順にエッチング除去し、図31に示すようにセルプレー
ト91を形成する。等方性エッチングを用いているので
シリコン酸化膜123の側面部123b上に誘電体膜9
0、多結晶シリコン膜92aが残ることはない。そし
て、第1実施例で説明した図20〜図25で示す工程を
経た後、図32に示すようにこの発明の第3実施例を完
成する。
Using the resist 94 as a mask, the polycrystalline silicon film 92a and the dielectric film 90 are etched and removed in order using isotropic etching to form a cell plate 91 as shown in FIG. Since the isotropic etching is used, the dielectric film 9 is formed on the side surface 123b of the silicon oxide film 123.
0, the polycrystalline silicon film 92a does not remain. Then, after the steps shown in FIGS. 20 to 25 described in the first embodiment, the third embodiment of the present invention is completed as shown in FIG.

【0076】図28に示す第2実施例では側面部123
b上に誘電体膜90、多結晶シリコン膜92aが残って
いる。側面部123b上の誘電体膜90、多結晶シリコ
ン膜92aは剥がれてゴミになる可能性があるので、側
面部123b上に誘電体膜90、多結晶シリコン膜92
aが残らない方が好ましい。第3実施例では図31に示
すように等方性エッチングを用いているので、側面部1
23b上に誘電体膜90、多結晶シリコン膜92aが残
ることはない。
In the second embodiment shown in FIG.
b, the dielectric film 90 and the polycrystalline silicon film 92a remain. Since the dielectric film 90 and the polycrystalline silicon film 92a on the side surface portion 123b may peel off and become dust, the dielectric film 90 and the polycrystalline silicon film 92 on the side surface portion 123b may be formed.
It is preferable that a does not remain. In the third embodiment, isotropic etching is used as shown in FIG.
Dielectric film 90 and polycrystalline silicon film 92a do not remain on 23b.

【0077】図32に示すように、スルーホール95a
が下層配線膜109上に確実に位置するようにするに
は、下層配線膜109が所定の長さ以上でなければなら
ない。第3実施例では等方性エッチングを用いているの
で、図31に示すようにサイドエッチングが進み、レジ
スト94の側面部94aより内側に下層配線膜109の
端部がある。このようなサイドエッチングを考慮して図
30に示すように、下層配線膜109の長さの設計値L
より、露光・現像後のレジスト94の長さが大きくなる
ように、レジスト94の露光・現像を行なう必要があ
る。露光・現像後のレジスト94の長さが大きくなるの
で、第2実施例に比べてEで示す距離を大きくしなけれ
ばならない。よって微細化という点ではEで示す距離を
小さくできる第2実施例の方が有利である。
As shown in FIG. 32, through holes 95a
In order to ensure that the lower wiring film 109 is located on the lower wiring film 109, the lower wiring film 109 must be longer than a predetermined length. Since the isotropic etching is used in the third embodiment, the side etching proceeds as shown in FIG. 31, and the end of the lower wiring film 109 is located inside the side surface portion 94a of the resist 94. Considering such side etching, as shown in FIG. 30, the design value L of the length of the lower wiring film 109 is obtained.
Therefore, it is necessary to perform exposure and development of the resist 94 so that the length of the resist 94 after exposure and development is increased. Since the length of the resist 94 after the exposure and development is increased, the distance indicated by E must be increased as compared with the second embodiment. Therefore, in terms of miniaturization, the second embodiment in which the distance indicated by E can be reduced is more advantageous.

【0078】(第4実施例)図33はこの発明の第4実
施例の断面図である。図1に示す第1実施例と同じもの
については同一符号を付すことによりその説明を省略す
る。図1に示す第1実施例との違いは第1実施例はスル
ーホール95aの下にフィールド酸化膜107aが位置
している。図33に示すように第4実施例ではスルーホ
ール95aの下にフィールド酸化膜は存在していない。
(Fourth Embodiment) FIG. 33 is a sectional view of a fourth embodiment of the present invention. The same components as those in the first embodiment shown in FIG. The first embodiment differs from the first embodiment shown in FIG. 1 in that a field oxide film 107a is located below a through hole 95a. As shown in FIG. 33, in the fourth embodiment, no field oxide film exists under the through hole 95a.

【0079】[0079]

【発明の効果】この発明の第1の局面は下層配線層と上
層配線層とを電気的に接続するのに用いるスルーホール
を、メモリセル形成領域と第1層間絶縁層との間に形成
している。このため、第1層間絶縁層上にスルーホール
を形成する場合に比べてスルーホールの深さを大きくす
ることができる。したがって、オーバエッチングの際に
スルーホール内の導電層が全部除去され、さらに下層導
電層が削られるということがなくなる。よって上層配線
層と下層配線層との電気的接続を良好に行なうことがで
きる。
According to a first aspect of the present invention, a through hole used for electrically connecting a lower wiring layer and an upper wiring layer is formed between a memory cell forming region and a first interlayer insulating layer. ing. For this reason, the depth of the through hole can be increased as compared with the case where the through hole is formed on the first interlayer insulating layer. Therefore, the conductive layer in the through hole is entirely removed at the time of over-etching, and the lower conductive layer is not further removed. Therefore, the electrical connection between the upper wiring layer and the lower wiring layer can be made well.

【0080】この発明の第2の局面はセルプレートの一
部である下層配線層を、メモリセル形成領域と第1層間
絶縁層との間の領域であって、第1層間絶縁層の上面部
より下の位置に形成している。そして、半導体基板の主
表面上に形成された第2層間絶縁層を選択的にエッチン
グ除去し、メモリセル形成領域と第1層間絶縁層との間
であって、下層配線層に到達するスルーホールを形成し
ている。このため第1層間絶縁層上にスルーホールを形
成する場合に比べてスルーホールの深さが大きくなる。
したがって、オーバエッチングの際にスルーホール内の
導電層が全部除去され、さらに下層配線層が削られると
いうことがなくなる。よって上層配線層と下層配線層と
の電気的接続を良好に行なうことができる。
According to a second aspect of the present invention, a lower wiring layer, which is a part of a cell plate, is provided in a region between a memory cell forming region and a first interlayer insulating layer, and a top surface portion of the first interlayer insulating layer is provided. It is formed at a lower position. Then, the second interlayer insulating layer formed on the main surface of the semiconductor substrate is selectively etched away, and a through hole reaching the lower wiring layer between the memory cell forming region and the first interlayer insulating layer. Is formed. For this reason, the depth of the through hole is larger than in the case where the through hole is formed on the first interlayer insulating layer.
Therefore, at the time of over-etching, the conductive layer in the through hole is completely removed, and the lower wiring layer is not further cut off. Therefore, the electrical connection between the upper wiring layer and the lower wiring layer can be made well.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の第1実施例の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の第1実施例の製造方法の第1工程を
示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of the silicon substrate showing a first step of the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.

【図3】この発明の第1実施例の製造方法の第2工程を
示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 3 is a sectional view of the silicon substrate showing a second step of the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.

【図4】この発明の第1実施例の製造方法の第3工程を
示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of the silicon substrate showing a third step of the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.

【図5】この発明の第1実施例の製造方法の第4工程を
示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 5 is a sectional view of the silicon substrate showing a fourth step of the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.

【図6】この発明の第1実施例の製造方法の第5工程を
示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 6 is a sectional view of the silicon substrate showing a fifth step of the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.

【図7】この発明の第1実施例の製造方法の第6工程を
示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 7 is a sectional view of the silicon substrate showing a sixth step of the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.

【図8】この発明の第1実施例の製造方法の第7工程を
示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 8 is a sectional view of the silicon substrate showing a seventh step of the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.

【図9】この発明の第1実施例の製造方法の第8工程を
示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 9 is a sectional view of the silicon substrate showing an eighth step of the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.

【図10】この発明の第1実施例の製造方法の第9工程
を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 10 is a sectional view of the silicon substrate showing a ninth step of the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.

【図11】この発明の第1実施例の製造方法の第10工
程を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 11 is a sectional view of the silicon substrate showing a tenth step of the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.

【図12】この発明の第1実施例の製造方法の第11工
程を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 12 is a sectional view of the silicon substrate showing an eleventh step of the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.

【図13】この発明の第1実施例の製造方法の第12工
程を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 13 is a sectional view of the silicon substrate showing a twelfth step of the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.

【図14】この発明の第1実施例の製造方法の第13工
程を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 14 is a sectional view of the silicon substrate showing a thirteenth step of the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.

【図15】この発明の第1実施例の製造方法の第14工
程を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 15 is a sectional view of the silicon substrate showing a fourteenth step of the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention;

【図16】この発明の第1実施例の製造方法の第15工
程を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 16 is a sectional view of the silicon substrate showing a fifteenth step of the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention;

【図17】この発明の第1実施例の製造方法の第16工
程を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 17 is a sectional view of the silicon substrate showing a sixteenth step of the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.

【図18】この発明の第1実施例の製造方法の第17工
程を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 18 is a sectional view of the silicon substrate showing a seventeenth step of the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.

【図19】この発明の第1実施例の製造方法の第18工
程を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 19 is a sectional view of the silicon substrate showing an eighteenth step of the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.

【図20】この発明の第1実施例の製造方法の第19工
程を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 20 is a sectional view of the silicon substrate showing a nineteenth step of the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention;

【図21】この発明の第1実施例の製造方法の第20工
程を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 21 is a sectional view of the silicon substrate showing a twentieth step of the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.

【図22】この発明の第1実施例の製造方法の第21工
程を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 22 is a sectional view of the silicon substrate showing a twenty-first step of the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.

【図23】この発明の第1実施例の製造方法の第22工
程を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 23 is a sectional view of the silicon substrate showing the 22nd step of the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention;

【図24】この発明の第1実施例の製造方法の第23工
程を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 24 is a sectional view of the silicon substrate showing a 23rd step of the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention;

【図25】この発明の第1実施例の製造方法の第24工
程を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 25 is a sectional view of the silicon substrate showing a 24th step of the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention;

【図26】この発明の第1実施例の製造方法の第25工
程を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 26 is a sectional view of the silicon substrate showing a 25th step of the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention;

【図27】この発明の第2実施例の製造方法の第1工程
を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 27 is a cross-sectional view of a silicon substrate showing a first step in a manufacturing method according to the second embodiment of the present invention.

【図28】この発明の第2実施例の製造方法の第2工程
を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 28 is a sectional view of the silicon substrate showing a second step in the manufacturing method according to the second embodiment of the present invention;

【図29】この発明の第2実施例の製造方法の第3工程
を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 29 is a sectional view of the silicon substrate showing a third step of the manufacturing method according to the second embodiment of the present invention.

【図30】この発明の第3実施例の製造方法の第1工程
を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 30 is a sectional view of a silicon substrate showing a first step in a manufacturing method according to a third embodiment of the present invention.

【図31】この発明の第3実施例の製造方法の第2工程
を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 31 is a cross sectional view of a silicon substrate showing a second step of the manufacturing method according to the third embodiment of the present invention.

【図32】この発明の第3実施例の製造方法の第3工程
を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 32 is a sectional view of the silicon substrate showing a third step in the manufacturing method according to the third embodiment of the present invention.

【図33】この発明の第4実施例の断面図である。FIG. 33 is a sectional view of a fourth embodiment of the present invention.

【図34】従来のDRAMのブロック図である。FIG. 34 is a block diagram of a conventional DRAM.

【図35】従来のメモリセルの等価回路図である。FIG. 35 is an equivalent circuit diagram of a conventional memory cell.

【図36】従来のスタックトタイプキャパシタを備えた
メモリセルの断面構造図である。
FIG. 36 is a sectional structural view of a memory cell including a conventional stacked capacitor.

【図37】従来の他のタイプのスタックトタイプキャパ
シタを備えたメモリセルの断面構造図である。
FIG. 37 is a sectional structural view of a memory cell provided with another conventional type of stacked capacitor.

【図38】図37に示すキャパシタの製造方法の第1工
程を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 38 is a sectional view of the silicon substrate showing the first step of the method for manufacturing the capacitor shown in FIG. 37.

【図39】図37に示すキャパシタの製造方法の第2工
程を示すシリコン基板の断面図である。
39 is a sectional view of the silicon substrate showing a second step of the method for manufacturing the capacitor shown in FIG. 37.

【図40】図37に示すキャパシタの製造方法の第3工
程を示すシリコン基板の断面図である。
40 is a sectional view of the silicon substrate showing a third step of the method for manufacturing the capacitor shown in FIG. 37.

【図41】図37に示すキャパシタの製造方法の第4工
程を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 41 is a sectional view of the silicon substrate showing a fourth step of the method for manufacturing the capacitor shown in FIG. 37.

【図42】図37に示すキャパシタの製造方法の第5工
程を示すシリコン基板の断面図である。
42 is a sectional view of the silicon substrate showing a fifth step of the method for manufacturing the capacitor shown in FIG. 37.

【図43】図37に示すキャパシタの製造方法の第6工
程を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 43 is a sectional view of the silicon substrate showing the sixth step of the method for manufacturing the capacitor shown in FIG. 37.

【図44】図37に示すキャパシタの製造方法の第7工
程を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 44 is a sectional view of the silicon substrate showing the seventh step of the method for manufacturing the capacitor shown in FIG. 37.

【図45】図37に示すキャパシタの製造方法の第8工
程を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 45 is a sectional view of the silicon substrate showing the eighth step of the method for manufacturing the capacitor shown in FIG. 37.

【図46】図37に示すキャパシタの製造方法の第9工
程を示すシリコン基板の断面図である。
46 is a cross-sectional view of the silicon substrate showing a ninth step of the method for manufacturing the capacitor shown in FIG. 37.

【図47】図37に示すキャパシタの製造方法の第10
工程を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 47 is a tenth method of manufacturing the capacitor shown in FIG. 37;
It is sectional drawing of the silicon substrate which shows a process.

【図48】図37に示すキャパシタの製造方法の第11
工程を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 48 is an eleventh method of manufacturing the capacitor shown in FIG. 37;
It is sectional drawing of the silicon substrate which shows a process.

【図49】図37に示すキャパシタの製造方法の第12
工程を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 49 is a twelfth method of manufacturing the capacitor shown in FIG. 37;
It is sectional drawing of the silicon substrate which shows a process.

【図50】図37に示すキャパシタの製造方法の第13
工程を示すシリコン基板の断面図である。
50 is a thirteenth method of manufacturing the capacitor shown in FIG.
It is sectional drawing of the silicon substrate which shows a process.

【図51】図37に示すキャパシタの製造方法の第14
工程を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 51 is a fourteenth method of manufacturing the capacitor shown in FIG. 37;
It is sectional drawing of the silicon substrate which shows a process.

【図52】下層配線層と上層配線層との電気的接続をす
るための第1工程を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 52 is a cross-sectional view of the silicon substrate showing a first step for making electrical connection between the lower wiring layer and the upper wiring layer.

【図53】下層配線層と上層配線層との電気的接続をす
るための第2工程を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 53 is a cross sectional view of the silicon substrate showing a second step for making electrical connection between the lower wiring layer and the upper wiring layer.

【図54】下層配線層と上層配線層との電気的接続をす
るための第3工程を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 54 is a cross-sectional view of the silicon substrate showing a third step for making electrical connection between the lower wiring layer and the upper wiring layer.

【図55】下層配線層と上層配線層との電気的接続をす
るための第4工程を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 55 is a cross sectional view of the silicon substrate showing a fourth step for making electrical connection between the lower wiring layer and the upper wiring layer.

【図56】下層配線層と上層配線層との電気的接続をす
るための第5工程を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 56 is a cross sectional view of the silicon substrate showing a fifth step for making electrical connection between the lower wiring layer and the upper wiring layer.

【図57】下層配線層と上層配線層との電気的接続をす
るための第6工程を示すシリコン基板の断面図である。
FIG. 57 is a cross sectional view of the silicon substrate showing a sixth step for making electrical connection between the lower wiring layer and the upper wiring layer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

81 シリコン基板 83c ソース/ドレイン領域 85 ストレージノード 91 セルプレート 93 シリコン酸化膜 95a スルーホール 101a タングステン膜 103a 上層配線膜 107a フィールド酸化膜 109 下層配線膜 111 主表面 Reference Signs List 81 silicon substrate 83c source / drain region 85 storage node 91 cell plate 93 silicon oxide film 95a through hole 101a tungsten film 103a upper wiring film 107a field oxide film 109 lower wiring film 111 main surface

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−30465(JP,A) 特開 平5−299599(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 27/10 H01L 21/768Continuation of the front page (56) References JP-A-4-30465 (JP, A) JP-A-5-299599 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01L 27 / 10 H01L 21/768

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 主表面を有する半導体基板と、前記主表
面に形成された不純物領域と、前記不純物領域に電気的
に接続するように形成され、前記主表面に対して上方に
延びた部分を有するストレージノードと、前記ストレー
ジノードの表面に形成された誘電体層と、前記誘電体層
の表面に形成されたセルプレートと、を含むメモリセル
が形成されたメモリセル形成領域と、 前記主表面上であって、かつ前記メモリセル形成領域と
離れた位置に形成された第1層間絶縁層と、 前記メモリセル形成領域と前記第1層間絶縁層との間で
あって、前記第1層間絶縁層の上面部より下に形成さ
れ、前記セルプレートの一部である下層配線層と、 前記メモリセル形成領域と前記第1層間絶縁層との間に
形成され、前記下層配線層を露出させるスルーホールを
有する第2層間絶縁層と、 前記第2層間絶縁層上に形成され、前記スルーホールを
介して前記下層配線層と電気的に接続された上層配線層
と、 を備えた半導体記憶装置。
A semiconductor substrate having a main surface; an impurity region formed on the main surface; and a portion formed to be electrically connected to the impurity region and extending upward with respect to the main surface. A memory cell forming area including a storage node having a memory cell, a dielectric layer formed on the surface of the storage node, and a cell plate formed on the surface of the dielectric layer; A first interlayer insulating layer formed above and apart from the memory cell forming region; and a first interlayer insulating layer between the memory cell forming region and the first interlayer insulating layer, A lower wiring layer formed below the upper surface of the layer and being a part of the cell plate; and a through-hole formed between the memory cell forming region and the first interlayer insulating layer to expose the lower wiring layer. hole A semiconductor memory device comprising: a second interlayer insulating layer having: and an upper wiring layer formed on the second interlayer insulating layer and electrically connected to the lower wiring layer via the through hole.
【請求項2】 主表面にメモリセル形成領域のある半導
体基板の前記主表面上であって、前記メモリセル形成領
域と離れた位置に第1層間絶縁層を形成する工程と、 前記メモリセル形成領域上に、前記主表面に対して上方
に延びた部分を有するストレージノードを形成する工程
と、 前記ストレージノードの表面に誘電体層を形成する工程
と、 前記誘電体層の表面にセルプレートを形成する工程と、 前記メモリセル形成領域と前記第1層間絶縁層との間の
領域であって、前記第1層間絶縁層の上面部より下の位
置に前記セルプレートの一部である下層配線層を形成す
る工程と、 前記主表面上に第2層間絶縁層を形成する工程と、 前記第2層間絶縁層を選択的にエッチング除去し、前記
メモリセル形成領域と前記第1層間絶縁層との間であっ
て、前記下層配線層に到達するスルーホールを形成する
工程と、 前記スルーホールが埋まるように、前記第2層間絶縁層
上に導電層を形成する工程と、 前記スルーホール内の前記導電層を残して、前記導電層
をエッチング除去する工程と、 前記第2層間絶縁層上に、前記スルーホール内の前記導
電層と電気的に接続された上層配線層を形成する工程
と、 を備えた半導体記憶装置の製造方法。
2. forming a first interlayer insulating layer on the main surface of the semiconductor substrate having a memory cell formation region on the main surface and at a position separated from the memory cell formation region; Forming, on a region, a storage node having a portion extending upward with respect to the main surface; forming a dielectric layer on the surface of the storage node; and forming a cell plate on the surface of the dielectric layer. Forming a lower wiring, which is a part of the cell plate in a region between the memory cell forming region and the first interlayer insulating layer and below a top surface of the first interlayer insulating layer Forming a layer, forming a second interlayer insulating layer on the main surface, selectively removing the second interlayer insulating layer by etching, and forming the memory cell forming region and the first interlayer insulating layer Between Forming a through hole reaching the lower wiring layer; forming a conductive layer on the second interlayer insulating layer so as to fill the through hole; and leaving the conductive layer in the through hole. Etching the conductive layer, and forming an upper wiring layer electrically connected to the conductive layer in the through hole on the second interlayer insulating layer. Device manufacturing method.
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